【物理】質量をもたない光子を相互作用させ、結合させて「分子」を形成することに成功／MITなど

1 ：2013/10/01 〜 最終レス ：2013/10/19

ハーヴァード大学とMITのチームが、質量をもたない光子を相互作用させ、
結合させて「分子」を形成することに成功した。量子コンピューティングへの応用が期待されるほか、
将来的には光を使って3次元構造が作れるようになるかもしれない。
ハーヴァード大学とマサチューセッツ工科大学（MIT）の物理学チームが、
光子を結合させて「分子」を形成することに成功した。
これまでは純粋に理論上のものだった、物質の状態だ。
「われわれが知る光の特性のほとんどは、光子が質量をもたず、相互作用しないことに由来する」と、
ハーヴァード大学で物理学を研究するミハイル・ルーキン教授は述べる。
「今回われわれは特殊な媒体を作りだし、その中で光子同士が強く相互作用し、
それによって質量をもつかのように振る舞い、結合して分子を形成させられるようにした。
このような光子の束縛状態（bound state）は、以前から理論上では議論されていたが、
これまで実際に観測されたことはなかった」
研究チームは、真空室に、金属元素であるルビジウム原子を満たし、
絶対零度近くまで冷却した（原子を、ほぼ静止状態にした）。そしてこの原子の雲に、
ごく弱いレーザーを使って光子を照射した。原子の雲に入ると、
光子はエネルギーを失い、劇的に減速した。
ふたつの光子を一度に照射すると、雲を通り抜けて出てくるときに、結合してひとつの分子を形成していた。
これは光子が、雲の中で通り過ぎる原子と、エネルギーを交換することによって生じる。
「量子情報を運ぶ上で、光子は現在、考えられる限り最良の手段であるため、
今回の成果は、より大きな枠組みでわれわれの研究に役立つものだ。
これまでは、光子は相互作用をしないということが障壁になっていた」
光子の相互作用を可能にする今回のプロセスは、量子コンピューティングの開発や、
従来のコンピューターの消費電力問題への応用等が期待される。
将来的には、光から、結晶のような3次元構造をつくりだすことも可能になるかもしれない。
ソース：WIERD（2013.9.30 MON）
http://wired.jp/2013/09/30/photonic-molecules/
関連リンク：natureに掲載された記事
「Entanglement between light and an optical atomic excitation」（英語）
http://www.nature.com/nature/journal/v498/n7455/abs/nature12227.html
関連スレ：【物理】光を1分間停止させることに成功　長距離量子ネットワーク開発の希望に
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1377038948/

2 ：

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3 ：

グルーボールのフォトン版やね

4 ：

すげえ。5番目の相互作用だ
大統一理論が捗るな

5 ：

また冷却か

6 ：

伊集院光の母校。マサ大。

7 ：

何力で結合してんのこれ？

8 ：

光触媒とかあるんだがそれとは違うのか？
何がすごいのかよくわからん

9 ：

良く分からんのだが、ここで言う「分子」って
水素分子や酸素分子などの原子を核とした物質じゃ無くて
あくまで光子が結合した状態、って事？

10 ：

いくら科学が発展しても、光子力バリアだけはないと思ってたのに・・・

11 ：

>>9
そうらしい
素粒子二つがくっついている状態を「分子」って表現してるだけ

12 ：

E=mc²
こんな事は一般的に、どこでも起きている。

13 ：

>質量をもたない光子
wwwwwww

14 ：

みつ…　光子？

15 ：

神の方程式に填まるの？

16 ：

すげぇな、これはＳＦだわ

17 ：

Alchemy

18 ：

ライトセーバーがうｐを始めますた

19 ：

>>18
これってそういう事なのか？

20 ：

痴情、じゃない、なんだっけ。情痴のもつれだっけ

21 ：

波の性質としてはどうなるんだろ？　観測すると単体のままなのかなあ？　訳分からん

22 ：

光子が結合、ねえ…
誰かニュートン並みの中学生でも分かる解説してくりゃんせ

23 ：

光子結合に近づいたか、
マジンガー完成まであと少しだな。

24 ：

宇宙でレーザービーム撃った時の光線が見えるってのは、
光子が結合して減速してるってことだろ。

25 ：

ゼーガペインのなんとか装甲だな。まさしく

26 ：

これはやばい
自己相互作用によって　基準となる光の波長が変化し、プランクサイズ以下の微小領域は
こちらから見て小さければ小さいほど広大な時空がつまっていることになる。
アインシュタインーローゼン橋みたいな構造が　スケールの世界にあることになってしまう。　

27 ：

すごい、すごい、これから光の分子を高分子化して、光の繊維を作って、光の服やドレスが出来るのね〜。
そしてその服は重さを持たない。　ステキ　ステキ

28 ：

ルビジウム原子が光子に質量を与える新たな場のようにふるまうと言う事か？

29 ：

>>1
相互作用が発生した瞬間に質量が発生するのかどうかが気になる。

30 ：

なんだ、やっぱりビッグバン理論は嘘だったのか

31 ：

そして光子の減速連鎖
隣の人の顔どころか目の前にある己の手すら見えない
世界は永遠の闇へと呑み込まれた。

32 ：

>>6
伊集院光は中卒

33 ：

で、ガンマ線はどうなの？

34 ：

森光子

35 ：

よく分からんけど、すげー！

36 ：

つまり質量を持った残像だとでも言うのか!?

37 ：

>>24
　あれはアニメの都合じゃないのか？

38 ：

蒸着も出来るようになんの？

39 ：

植物「俺らは知ってた」

40 ：

寒いと電子ちゃんと光子ちゃんが絡み合う

41 ：

どういうこと？
光子どうしをくっつける素粒子があるってこと？

42 ：

相対論の光速一定の原理に反するだろ
＞光子はエネルギーを失い、劇的に減速した。

43 ：

「真空中の」光速度は一定
媒質中では普通に遅くなる

44 ：

　
がんばればおまえらだって結婚できるかもよ

45 ：

素人なので、突っ込み歓迎
・常温状態では原子や電子が荒ぶっていて、仲立ちできない。⇒普通は光子は相互作用せず対にならない
・極低温状態では原子や電子が大人しいから、スピン量か何かで光子間の相互作用を仲立ちしちゃう⇒今回、光子が分子状に対になったよ！
(光子)⇔(電子)⇔(光子)
・これを応用すると、光子同士で直接情報を移したり、操作ができたりする可能性があるから、色々捗るかもね。やったね！
って理解でいいの？

46 ：

なになに
光子同士の相互作用があるということは
電子同士を衝突できるように
光子同士を衝突させるのも可能ということ？

47 ：

電子同士って衝突出来るの？

48 ：

【物理】 量子コンピュータの実現に一歩前進、核スピンの制御技術を開発/東工大
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1378293131/

49 ：

質量を持った残像か何か？

50 ：

ディストーションフィールドか

51 ：

どういうことなの
無から有？（´・ω・｀）

52 ：

光子って、あくまでも理論上のゲージ粒子ではないの？
よく分からん・・・

53 ：

質量を持つように振舞うってことは
理論上は物理盾のような透明バリアや物理的に切れるビームサーベルみたいのが作れるってことか？

54 ：

>>24
見るものの網膜に残ったレーザー軌跡の残像を表現してるんじゃ？

55 ：

X線かγ線から分子生成？意味が分からんwww

56 ：

光子砲が現実に

57 ：

>>24,54
ガンダムの場合は戦争が頻繁に行われているから真空の場合でも微小なチリ（デブリ）があって
レーザーだとか亜光速のビームが当たると発光して軌跡が線状に見える。
それはそうとコロニーレーザーはコロニーの一端の壁面で発振しているだけで
誘導発振している描写は別にないのでレーザーと言えるのだろうか。

58 ：

テスト

59 ：

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.111.080405
光子と光子の衝突実験
quasireal photonは仮想光子のこと？

60 ：

みつこは、ダイエットに成功したため、体重が0kgにナリマシタトサ

61 ：

>>60
蟹に会ったんじゃないのか？

62 ：

この記事さぁ、ビームサーベルだけが話題になってるけど、科学的にはどうなの？
ルビジウムをリドベルグ原子にして光を閉じ込めたり、非線形素子で光量子を絡み合いにさせたりするのは、
もはや古典的だと思うレベルで普及してると思うんだけど、光を止めて分子にするというのはありうるの？
何か話題先行な気がするんだよね。

63 ：

>>42
いや、重力同様空間が曲がっただけだろ
いったい何が原因でそんなことが可能になりうるというのだ？

64 ：

エネルギーを原子と交換って・・・
原子核のエネルギー準位と？

65 ：

これ光子準粒子とか、その類だろ

66 ：

>質量がある様に振舞う
結局質量は無いって事なのか？
無から有を作るとかだったら凄いのに。

67 ：

>>1
nature のtitleやabstract にmolecule　とか出てこないぞ。
wired ソースでスレ立てるの禁止した方がいいんじゃないの？

68 ：

ひかりのたまを作れるのか
これでゾーマを倒すことができるな

69 ：

＞entanglement between light fields and atoms in quantum superpositions
＞ of the ground and highly excited (Rydberg) electronic states
abstract によれば、成功したのは↑のエンタングルを作ること。
どうしてこれを光子の分子と呼んでいいのかわからん

70 ：

e=mc^2の関係を知っているなら速度を失った光に質量が生じるのは
式のとおりだろ。ただ速度を打ち消す技術が無かっただけ。

71 ：

アホか
光の質量は常にゼロだ
運動量は持つけどな
速度減らすだけなら大気中でも減速するわ

72 ：

テレポテーションが出来る

73 ：

あのね、何を言ってるのか何がしたいのかさっぱりわかんね。もっと具体的にだったらそれはこうして使えるんです。とかあるだろ

74 ：

>>73
銀河鉄道の夜（ブルカニロ編）を読めばわかるよ。
エネルギーである光が、お菓子や三角標になる方法が分かったってこと！
現実が、幻想四次元に近づいたのだ！

75 ：

子牛力ビーム

76 ：

塩控えめ！

77 ：

正直さっぱり意味が分からん。
これトンデモ記事じゃなくて真面目な記事か？

78 ：

>>77
上見る限り光子-光子の量子もつれを作ったって話だなあ

79 ：

このスレにいる、バカども。お前等はこの世界に何の貢献もしていない。バカどもめが！

80 ：

質量の起源はヒッグス粒子でわかったとしても
重力の起源はまだ分かってないよね？
ないよね？

81 ：

重力子（グラビティ）の存在が予想されている
実際に観測されてはいない

82 ：

光と原子がもつれあった状態を保つのに、絶対零度を保つ必要があるのかな。
それでどうやってコンピュータをつくるんだろう。

83 ：

>>81
いや
俺、目のまで爪楊枝落として実地に観測したわ
重力子

84 ：

ところで、明後日あたりに強い太陽風が到来するらしい
ttp://swnews.jp/2013/fig/1310011406_exfig_1.gif
ttp://swnews.jp/2013/fig/1310011406_proton.gif

85 ：

>1
＞光子を結合させて「分子」を形成することに成功した。
嘘つくなボケｗ
これが本当ならノーベル賞もんだぞ

86 ：

１００億光年前の光子は１００億才なのだろう
私は宇宙はオセロなのだと思う
闇と光の交錯
無と有の交錯

87 ：

質問があるんだけど、
元素って、例えば鉛と銀では、原子と中性子がそれぞれ違うの？
すべての元素で原子と中性子が共通で、その数が違うだけなら、
錬金術のように鉛から金を作ることも不可能じゃないような気がするんだけど。
誰か教えて下さいな。

88 ：

>>87
可能だよ。コストパフォーマンス激悪だと思うけど

89 ：

>>87
可能だけど、それをひっぺがしたりくっつけたりするのが死ぬほど辛い

90 ：

ミノフスキー粒子とか
Iフィールド形成した時点で分子なのかな？
>>87
核融合とか自在にできる世界なら・・・

91 ：

>>92と>>93を掛け合わせて、愛の結晶を生み出すことに成功

92 ：

適当な原子をターゲットに中性子ビームを当ててみて
収率がとんでもなく悪いだろうが放射性元素の山の中からお目当ての元素を探す、というのはありそうw

93 ：

実際、原子炉の中では無数の中性子が飛び交っており、ウラン、プルトニウムそして
核分裂で生じた様々な種類の原子と衝突し、あらゆる種類の原子が生成消滅を
繰り返している。使用済み核燃料を薬で溶かして再処理すると金も回収される。
ただし、強い放射能を帯びているので、気軽に持ち歩くことは危険。

94 ：

>>87だけど、みなさん教えてくれてありがとう。
前に読んだ本で、大量の金が何万年も経つと、鉛に変わってしまうというのがありました。

95 ：

>>ふたつの光子を一度に照射すると、雲を通り抜けて出てくるときに、結合してひとつの分子を形成していた。
もしかしてこれ、放射性物質の半減期の存在解明にかかわってくるんじゃないか

96 ：

放射性物質を、極低温と高温の間で急速に移動させつづけることにより、
“エネルギーの減衰”を恣意的におこさせ、
そのもっている“放射性の性質”を融合させ、最終的に極小化させることができるとか、
そういう仮説も成り立たないか?

97 ：

俺の仮説。
光は単光子で干渉縞を作る。光分子では作らない。

98 ：

■解説　（推測）
光単独では自己相互作用しないけど　ペアになるとお互い相互作用する。
何の相互作用かというと、単純な重力相互作用で、光の持ってるエネルギー　E=hν
で時空がゆがみ、ペアを重力井戸の底に捕らえてしまうのだ。
エネルギーは小さくても　極めて近くにあるため重力効果は十分ある。
ブラックホールの中の光がゆっくり進むように、このペアは外からみると光速以下となる。

99 ：

ブラックホールの中の光 X
ブラックホールの近くの光 ○

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